[发明专利]道路绿化带负载炭化材料原位净化径流雨水的方法

说明书

技术领域

本发明属于环境工程技术领域，涉及污染径流雨水的原位处理技术领域，具体涉及一种道路绿化带负载炭化材料原位净化径流雨水的装置与方法。

背景技术

近午来，随着城市环境的恶化，雨水通过多种途径受到污染，含有较高浓度的N、P、重金属、有机物、油类等污染物。不透水地面面积迅速增加，降雨在不透水地面上迅速转化为径流，冲刷和挟带大量污染物质进入地表水体，形成典型的非点源污染，成为影响城市受纳水体水质下降及河口污染的重要因素。美国EPA已在1993午将城市地表径流列为导致全美河流和湖泊污染的第三大污染源。在我国随着生活点源和工业点源的有效控制，非点源污染也已成为水体污染的主要因素之，受到越来越多的关注和研究。

目前，对于污染的城市径流雨水并无良好的处理方法，只能通过一些控制策略试图降低污染，如，推广人工透水地面、加大绿地面积、收集并集中处理等。也有学者倡导使用人工土植物系统，可通过土壤的吸附作用、植物根系的吸收作用、微生物的生化反应以及化学沉淀反应等途径去除径流雨水中的COD、氮、磷等。但这些方法均处理效率低，且不宜大面积使用。

城市绿化带指的是在道路用地范围内，供绿化的条形地带，其主要起到美化城市、分隔道路、净化空气等作用。

发明内容

本发明的目的在于针对日趋严重的城市径流雨水污染危害，且尚无有效处理措施的现状，提出一种道路绿化带负载炭化材料原位净化径流雨水的装置与方法。本方法通过铺设兼有净化径流雨水的多功能道路绿化带，具体为采用作物秸秆、园林枯叶等生物质废弃物制备生物炭，然后将其添加至道路绿化带中，使之发挥吸附净化功能，使得径流雨水中典型污染物如氨氮、磷、重金属等得到净化去除，减少其环境危害。该方法是一种环境友好技术，有“一举多得”的效果，既处置了生物质废弃物，又发挥生物炭材料的吸附效果，同时拓展了绿化带功能，集绿化、净化、排水等于一体。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

第一方面，本发明涉及一种道路绿化带负载炭化材料原位净化径流雨水的方法，所述方法具体为：在道路绿化带植物根际下的土壤层下方设置一层生物炭作为吸附剂用以去除径流雨水中的污染物质。

优选地，所述生物炭层的生物炭是采用作物秸秆、园林枯叶等生物质废物，在低氧或无氧条件下，于350～500℃热解转化而形成的。

优选地，所述土壤层厚度为10～15cm，所述生物炭层厚度为5～10cm。

优选地，所述生物炭层的下方还设置有厚度为5～10cm的排水层。

优选地，所述排水层是由鹅卵石铺设而成的。

第二方面，本发明还涉及一种具有净化径流雨水的多功能道路绿化带装置，所述绿化带由上至下包括植被层、土壤层、生物炭层、排水层和下水管道层。

第三方面，本发明还涉及一种前述的具有净化径流雨水的多功能道路绿化带装置的铺设方法，包括如下步骤：

A、采用作物秸秆、园林枯叶等生物质废弃物，在低氧或无氧条件下，在350～500℃热解转化形成生物炭；

B、将生物炭铺设于道路绿化带植物根际下土壤层之下，所述生物炭的铺设厚度为5～10cm，所述土壤层厚度为10～15cm；生物炭厚度在5～10cm之间调节，根据当地降雨情况和污染程度不同而有差异；

C、在所述生物炭下方铺设排水层，所述排水层下方铺设常规排水管道以排放净化水。

优选地，所述生物炭为压磨至粒径为0.5～2mm的粉末。

优选地，所述排水层厚度为5～10cm。

优选地，所述排水层是由鹅卵石铺设而成的。起到截留生物炭、减少其迁移和均匀排水的作用。

本发明的技术原理如下：

本发明基于大量存在的城市道路绿化带，向其中引入了新型环境功能材料生物炭，并铺设于植被和土壤层下方，使得径流污染雨水首先流经植被和土壤层，在被截留了大粒径的悬浮物质后，流经生物炭层，该层致密的结构使得雨水与材料充分接触。生物炭是一种多孔且比表面积较大的物料，其比表面积从5.0～250m²·g^-1不等，足以发挥对雨水中污染物吸附去除作用。同时，生物炭pH较高，一般在8～10之间，较高的pH仅能够促进污染雨水中的重金属产生沉淀、络合作用。另外，生物炭表面带有大量负电荷的有机基团(如：-COO-、-O-等)，能够提高阳离子吸附能力，也是其截留重金属的主要机理。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：